DE3635052A1 - Werkzeug zur spanabehbenden metallbearbeitung wie anfasen, stechen, plandrehen und fraesen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug der im Oberbegriff des Hauptanspruches genannten Art.

Für die spanabhebende Metallbearbeitung, wie das Stechen, sind derartige Werkzeuge durch Prospekte der Firma Valenite -M-LC-101 bekannt. Ferner sind Werkzeuge zum Bearbeiten des Stirnrandes von Rohren bekannt, die sowohl eine Innenfase als auch eine Außenfase an der Rohrstirn­ wand erstellen. Ein solches Werkzeug ist durch die US-PS 35 63 119 bekannt, das außer den Anfasschneidkanten noch ein Abstechwerkzeug aufweist. Die genannte Druck­ schrift jedoch offenbart nur eine herkömmliche Stech­ klinge mit aufgesetztem Anfasmesser, das an jeder Seite zwei V-förmig gegeneinander gestellte Schneidkanten be­ sitzt. Sie beschreibt keinen Schneidenträger mit aus­ wechselbarem Hartmetall-Schneideinsatz, der in seiner Lage genau festgelegt und gegen Zug und Druck gesichert ist, um die gewünschten Schnittiefen bzw. die Seite 5 die gewünschte Lage und Ausbildung der Fasen exakt ein­ halten zu können.

Die DE-OS 30 44 790 beschreibt einen Scheibenfräser, dessen Schneideinsätze auf der Anlagefläche mit einer Vertiefung versehen sind, in die eine federnde Zunge oder ein federnder Ansatz der benachbarten Sitzbacke des Schneidenträgers eingreift. Ein solcher Schneidein­ satz wird gegen leichtere Zentrifugalkräfte durch die federnde Zunge des Schneidenträgers gesichert; eine Sicherung in Längsrichtung bei stärkerer Beanspruchung des Schneidmessers auf Zug ist hierdurch nicht gegeben, wie sie beim Schneiden einer Innenfase an der Rohrstirn­ wand, bei höheren Drehzahlen des Fräsers oder beim Plan­ drehen auftreten. Die DE-OS 33 13 693 schlägt als Sicherungselement Ringe vor, die im Ende der Aufnahme­ tasche verankert sind und in eine Rastnut am Ende des Schneideinsatzes eingreifen. Das hat sich wegen der komplizierten Handhabung nicht bewährt.

Diesem Stand der Technik gegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Werkzeug zum Stechen, Anfasen, Plandrehen und Fräsen des Stirnrandes eines Rohres zu schaffen, bei dem der Schneideinsatz mit Hilfe konstruk­ tiv einfacher Mittel gegen Zug und gegen Druck in seiner Längsrichtung gesichert wird und seine Stellung im Schneidenträger festlegbar ist. Das Einsetzen und Ent­ fernen des Schneideinsatzes aus dem Schneidenträger soll hierbei arbeitssparend erfolgen können.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Merk­ male des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches vor. Die Merkmale der Unteransprüche dienen der Verbesserung und Weiterentwicklung der Merkmale des Hauptanspruches. Die Erhebung der unteren Anlagefläche und die bogen­ förmige Ausnehmung des Schneideinsatzes bilden im Gegen­ satz zu der durch die DE-OS 30 44 790 bekannten Feder­ zunge oder dem federnden Ring gemäß DE-OS 33 13 693 einen starren Anschlag, so daß der Schneideinsatz seine Stellung in dem Schneidenträger in gleichem Maße bei Beanspruchung auf Zug, wenn die Innenfase eines Rohr­ stirnrandes, oder auf Druck, wenn die Außenfase erstellt wird, genau einhält. Die federnd schwenkbewegliche Sitz­ backe des Schneidenträgers drückt die bogenähnliche Aus­ nehmung des Schneideinsatzes fest auf die Erhebung der unteren Anlagefläche des Schneidenträgers, so daß er in beiden Richtungen seiner Längsachse gesichert ist. Die Lage der Ausnehmung und der Erhebung im Vorderbereich der unteren Anlagefläche ist optimal sowohl für die Ver­ spannung durch die federnd schwenkbewegliche Sitzbacke als auch zum Abtragen der Schnittkräfte aus dem Schneid­ einsatz. Durch die Verlängerung der Anlagefläche vor der bogenähnlichen Ausnehmung und der entsprechenden Erhebung des Schneidenträgers wird bereits beim Ein­ schieben des Schneidmessers in seinen Sitz ein starrer Anschlag gebildet, der eine genaue Stellung des Schneid­ einsatzes gegenüber dem Schneidenträger gewährleistet und das Abtragen der Schnittkräfte weiter verbessert, insbesondere wenn die Anlageflächen in diesem Bereich etwa senkrecht zu den resultierenden Schnittkräften ange­ stellt sind. Die Fortführung des Querschnittes der prismatischen Anlageflächen über die bogenförmige Aus­ nehmung bzw. Erhebung hinweg in den nach unten ver­ längerten vorderen Bereich der unteren Anlageflächen gibt dem Schneideinsatz besondere Stabilität gegen seit­ liche Abdrängkräfte beim Schneiden.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeipiel des er­ findungsgemäßen Werkzeugs dargestellt und zwar zeigt

Fig. 1 den Schneidenträger in Seitenansicht mit einge­ setztem Schneideinsatz,

Fig. 2 den Schneidenträger mit Schneideinsatz in Drauf­ sicht auf die Oberkante,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Schneideinsatz,

Fig. 4 das Einsetzen des Schneideinsatzes in die Auf­ nahmetasche des Schneidenträgers,

Fig. 5 den eingesetzten Schneideinsatz, bevor die schwenkbewegliche Backe gegen den Schneideinsatz gespannt wird und

Fig. 6 in vergrößertem Maßstab gegenüber den Fig. 1 bis 5 die erfindungsgemäße Ausbildung der Er­ hebung der vorderen unteren Anlagefläche und der Ausnehmung des Schneideinsatzes des Schneidenträgers.

Der Schneidenträger 1, auch Schwert genannt, weist flachen, rechteckigen Querschnitt mit der oberen Kante 2, der unteren Kante 3 und der zu dieser Kante rechtwinklig verlaufenden Stirnkante 4 auf. Von der Stirnkante 4 aus­ gehend ist die Aufnahmetasche 6 für den Schneideinsatz S in den Schneidenträger eingearbeitet. Oberhalb der Auf­ nahmetasche 6 ist der Schneidenträger zur Verbesserung des Spanabflusses abgeschrägt.

Die Aufnahmetasche 6 wird begrenzt von der oberen Sitz­ backe 7 mit der oberen prismatischen Anlagefläche 11 und der unteren Sitzbacke 8 mit der unteren prismatischen Anlagefläche 12, die sich parallel oder annähernd parallel gegenüberliegen. Der Schneideinsatz S ist in bekannter Weise mit entsprechenden Anlageflächen 13 a versehen (Fig. 3), um ihm in dem Sitz 6 den notwendigen seitlichen Halt zu verleihen.

Ausgehend von der Querbohrung 10 durch den Schneiden­ träger erstreckt sich unter einem Winkel von etwa 45° zur Halterlängsachse L ein Schlitz 14, durch den die Backe 7 von dem übrigen Schneidenträger 15 getrennt und nur über den schmalen Steg 9 zwischen der Aufnahmetasche und der Bohrung 10 mit dem Schneidenträger verbunden ist. Der Schlitz 14 wird durch eine Bohrung 16 unter­ brochen, in die ein Keilelement 17 (Exzenter, Konus od. dgl.) hineinragt, das mittels der Schraube 18 derart verstellt werden kann, daß die Backe 7 in Richtung des Pfeiles 19 drehbeweglich um die Mitte 20 des Steges 9 gegen den Schneideinsatz S verstellt werden kann, wodurch dieser in seinem Sitz 6 festgeklemmt wird.

Der Schneideinsatz S besitzt ein Paar Schneidkanten 21, die unter einem Winkel δ von 45° gegen die Längsmittel­ ebene E des Schneidenträgers 1 angestellt sein können und für das Außenfasen vorgesehen sind. Winkelig zum Kantenpaar 21 sind die Schneidkanten 22 an dem Kopf des Schneideinsatzes S angeordnet, die dem Innenfasen dienen und unter einem Winkel β von 120° gegen die Ebene E verlaufen.

Die Anlagefläche 12 der unteren Sitzbacke 8 weist im vorderen Bereich nahe der Öffnung des Sitzes 6 eine bogenähnliche Erhebung 23 auf. Diese ist symmetrisch oder annähernd symmetrisch ausgebildet und weist einen bogenförmigen Abschnitt 24 und zwei sich daran an­ schließende gerade oder etwa gerade Abschnitte 25, 26 auf. Der Abschnitt 26 geht in eine Verlängerung 27 über, die die gleiche Schrägstellung aufweist wie der Ab­ schnitt 26 und etwa senkrecht zu den resultierenden Schnittkräften beim Außenfasen ausgerichtet ist. Der Querschnitt der prismatischen Anlagefläche 12, wie er bei 13 in Fig. 1 erkennbar ist, setzt sich bei 28 an der bogenähnlichen Erhebung 23 fort und kann bis in die Verlängerung 27 und 28 a geführt sein.

Der Schneideinsatz S weist eine der bogenähnlichen Er­ hebung 23 entsprechende Ausnehmung 30 auf, deren vordere Anlagefläche 31 ebenfalls eine Verlängerung 32 aufweist, die gegen den Abschnitt 26, 27 der Erhebung 23 anliegt. Der Querschnitt der prismatischen unteren Anlagefläche 33 ist ebenso wie bei der Anlagefläche des Schneiden­ trägers über die Ausnehmung 30 hinweg - bei 13b - bis in die schräge Verlängerung 32 der Anlagefläche hineinge­ führt.

Die Ausbildung des Schneideinsatzes 1 und seines Sitzes 6 ist so getroffen, daß der Abstand zwischen der Kante 5 a und der Erhebung 23 bei ungespannter Backe 7 gleich oder größer als die Höhe b des Schneideinsatzes ist (Fig. 5), so daß der Schneideinsatz in der genannten Lage der Backe 7, wie dies Fig. 4 verdeutlicht, in Längsrichtung (Pfeil R) in den Sitz 6 geschoben werden kann. Die Ver­ längerung 32 der Ausnehmung 30 des Schneideinsatzes findet Anlage an dem Abschnitt 26 der Erhebung 23, wodurch die Lage des Schneideinsatzes S gegenüber dem Schneidenträger bestimmt und der Schneideinsatz durch Schwenken der Backe 7 in Richtung des Pfeiles 19 zwischen den Anlageflächen 11, 12 festgeklemmt wird.

Fig. 5 verdeutlicht, daß bei ungespanntem Zustand die Backe 7 mit ihrer Anlagefläche noch einen geringen Ab­ stand von der benachbarten Anlagefläche des Schneidein­ satzes aufweist.

Aus Vorstehendem ist erkennbar, daß die Erhebung 23 und die Ausnehmung 30 einen starren Anschlag für den Schneid­ einsatz sowohl in Zug- als auch in Druckrichtung in der Längsachse des Schneideinsatzes bilden, wobei die dem Anschlag abgewandte, schwenkbewegliche Backe 7 für ein Andrücken des Schneideinsatzes gegen die starre Erhebung 23 sorgt. Trotz der starren Erhebung 23 und der Aus­ nehmung 30 läßt sich der Schneideinsatz S ohne Schwierig­ keiten in den Sitz 6 einschieben.

In gleicher Weise wie bei dem beschriebenen Faswerkzeug läßt sich die Erfindung auch bei anderen Werkzeugen ver­ wenden, bei denen ein Schneideinsatz auf einem schmalen Schneidenträger befestigt ist, exakt positioniert werden muß und auch gegen zeitweilige Zugkräfte gesichert werden muß. Diese Verhältnisse können beim Stechen, bei Scheibenfräsern und beim Plandrehen auftreten.

Zum Stechen und Fasen kann der Schneideinsatz S zusätzlich zu den Kantenpaaren 21, 22 einen zentrischen Vorsprung 34 als Vorstecher aufweisen, der die Stechkanten 35, 36 und 37 aufweist. Ein solcher Vorstecher ist in Fig. 2 in gestrichel­ ter Linie dargestellt.

Claims (14)

1. Werkzeug für die spanabhebende Metallbearbeitung - An­ fasen, Stechen, Plandrehen und Fräsen -, bestehend aus einem schmalen Schneidenträger und auswechselbaren Hartmetall-Schneideinsätzen mit folgenden Merkmalen:

• a) Der Schneidenträger (1) hat eine Aufnahmetasche (6) für die Schneideinsätze (S) mit oberen und unteren Sitzbacken (7, 8) mit annähernd parallelen oberen und prismatischen unteren Anlageflächen (11, 12) für die Schneideinsätze S.
• b) Durch einen Schlitz (14) im Schneidenträger (1) bis nahe an den hinteren Abschluß der Aufnahme­ tasche (6) ist eine Sitzbacke (7) über einen schmalen Steg (9) federnd schwenkbeweglich.
• c) Die federnd schwenkbewegliche Sitzbacke (7) ist gegen den Schneideinsatz (S) anpreßbar gekennzeichnet durch
• d) die untere Sitzbacke (8) hat im vorderen Bereich der unteren Anlagefläche (12) eine bogenförmige, quer über die Anlagefläche verlaufende Erhebung (23) und der Schneideinsatz (S) hat in der unteren Anlagefläche eine der Erhebung (23) gegenüber­ liegende komplentäre Ausnehmung (30).

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die untere Anlagefläche der Sitz­ backe (8) auf der Vorderseite der Erhebung (23) über die Fluchtlinie der prismatischen unteren Anlagefläche (12) hinaus verlängert ist (27) und die untere An­ lagenfläche des Schneideinsatzes (S) im vorderen Bereich der Ausnehmung (30) entsprechend nach unten verlängert ist (32).

3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anlagefläche (27) vor der Erhebung (23) und die Anlagefläche (32) vor der Aus­ nehmung (30) in gerade Schrägflächen auslaufen.

4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schrägflächen (27, 32) etwa senkrecht zur resultierenden Schnittkraft ausgerichtet sind.

5. Werkzeug nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Querschnitt der prismatischen Anlagefläche (12) der Sitzbacke (8) und der prisma­ tischen Anlagefläche (33) des Schneideinsatzes über die Erhebung (23) bzw. die Ausnehmung (30) hinweg in die Schrägflächen (27, 32) weitergeführt ist.

6. Werkzeug nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei ungespannter, federnd schwenkbeweglicher Sitzbacke (7) der Abstand der Er­ hebung (23) der unteren Anlagefläche (12) von der oberen Anlagefläche (11) der Aufnahmetasche gleich oder größer als die Höhe des Schneideinsatzes (S) ist.

7. Schneideinsatz für Schneidwerkzeuge nach Anspruch 1 bis 6 mit annähernd parallelen oberen und prisma­ tischen unteren Anlageflächen (33) zur Befestigung in der Aufnahmetasche (6) eines Schneidenträgers (1), gekennzeichnet durch eine quer über die Anlagefläche verlaufende bogenförmige Ausnehmung (30) im vorderen Bereich der unteren Anlagefläche.

8. Schneideinsatz nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die untere Anlagefläche (32) vor der Ausnehmung (30) über die Fluchtlinie der unteren prismatischen Anlagefläche (33) hinaus nach unten verlängert ist.

9. Schneideinsatz nach Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die verlängerte untere Anlageflächen, (32) vor der Ausnehmung (30) in eine Schrägfläche ausläuft.

10. Schneideinsatz nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schrägfläche (32) etwa senkrecht zur resultierenden Schnittkraft ange­ stellt ist.

11. Schneideinsatz nach Ansprüchen 7 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der Quer­ schnitt der prismatischen unteren Anlagefläche (33) über die Ausnehmung (30) hinweg in die Schrägfläche (32) weitergeführt ist.

12. Schneideinsatz nach Ansprüchen 7 bis 11, gekenn­ zeichnet durch beidseitig angeordnete im Winkel angestellte Schneidkantenpaare (21, 22) zum Innen- und Außenfasen.

13. Schneideinsatz nach Anspruch 12, gekennzeich­ net durch einen zentrischen Vorsprung (34) vor den Schneidkantenpaaren (21, 22) mit einer Kopfschneide (36) und zwei Seitenschneiden (36, 37) zum Stechen.

14. Schneideinsatz nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebung an der der schwenkbeweglichen Backe (7) abgekehrten Anlagefläche (12) angeordnet ist.